南方古猿的大腦像人還是像猿?科學家從「小露西」頭骨上找到答案

2021-02-08 FUN知識點

很多人對「露西(Lucy)」都不陌生,1974年,人類學家唐納德·約翰斯在衣索比亞發現了她,根據腳骨、腿骨、盆骨判斷,生活在320萬年前的露西已經能夠直立行走,因此她在人類漫長的演化過程中非常重要。

此前人們已經知道,南方古猿的腦容量略大於黑猩猩,達到了450毫升到530毫升,然而對於南方古猿大腦的發育情況並無了解,直到最近,科學家用3D 技術重建了「小露西」——幼年南方古猿頭骨,發現他們的大腦並不簡單。

科學家一共掃描了8個南方古猿頭骨,包括6個成人和2個兒童,其中一個兒童的骨骼發現於衣索比亞的迪基卡地區(Dikika),因此得名「迪基卡小孩」。迪基卡小孩出土時保存得相當完好,頭骨和牙齒都清晰可辨,從已經萌出的乳牙看,他死時大約861天,即2歲零4個月。與同齡的黑猩猩及人類比較,他的腦容量增長比黑猩猩「遲緩」,與人類相似;但同時,他的腦組織又類似黑猩猩,與人類極為不同。

先說腦容量,2歲零4個月的迪基卡小孩,其腦容量約為275毫升,是成年南方古猿的70%,與他同齡的黑猩猩腦容量已經能達到成年個體的85%以上。從這一點上,南方古猿與現代人更相近,現代人的嬰兒出生後大腦迅速發育,但2歲時也只能達到成年人腦容量的70%,直到7歲左右,腦容量才會達到成年人腦容量的95%。因此,南方古猿應該和現代人一樣,有著漫長的童年,需要被悉心照顧,以便學習更多生存的技能。

再看腦組織,雖然大腦很難以化石的形式保存下來,但是大腦的溝回會在頭骨內側留下印痕,因此科學家能夠據此推測出腦部發育的具體情況。迪基卡小孩的腦組織與黑猩猩極為相似,在它們的大腦後側枕骨處都有一組溝槽,負責視覺功能,現代人大腦的該區域已經擴展成為了整合視覺和感覺信息的神經組織。另外,現代人所具有的額葉大腦組織,並不存在於南方古猿的大腦中。

因此,雖然南方古猿的大腦結構還像黑猩猩一樣比較簡單,但作為第一種腦容量突破400毫升的人科動物,它們已經不像黑猩猩或者大多數哺乳動物那樣,在出生後腦容量迅速達到成年水平,而是用較長的時間緩慢增長。這種變化最終影響了人類,使人類成為「童年」極長的物種。

對於南方古猿來說,下地直立行走意味著面對的環境變得複雜,潛在的危險變多,幼兒南方古猿需要掌握更多生存技能才能獨立;另外據推測,一個南方古猿群體的規模在60到80人,他們需要花時間和精力,處理群體內個體之間的關係,對於幼年南方古猿也不例外。結果,南方古猿開始出現更長的童年。當200萬年前和50萬年前人類祖先腦容量出現爆發式增長時,為了權衡「大腦袋」和「窄產道」,人類祖先不得不在嬰兒尚未發育完全時生產,其童年期因此變得更長了,就像現代人類一樣。

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